壓力鋁管管道振源分析

 使用的壓力鋁管管道受自身和外部環(huán)境等影響，工業(yè)生產(chǎn)中。會使管線引起振動，管線如果長期受到振動的影響在應力集中的部位，就會產(chǎn)生疲勞感，從而使管線發(fā)生斷裂，就會引起較為嚴重的安全事故，從而引起介質(zhì)外泄，所以在生產(chǎn)中要盡量減少鋁管管道振動，以免造成不必要的安全事故發(fā)生。1壓力鋁管管道振源分析壓力鋁管管道的鋁管管道、支架和相連設備構(gòu)成了一個結(jié)構(gòu)系統(tǒng)，有激振力的情況下，這個系統(tǒng)就會產(chǎn)生振動。壓力鋁管管道的振源大致分為兩大類：來自系統(tǒng)自身和系統(tǒng)外部。①來自系統(tǒng)自身的主要有與鋁管管道相連接的機器的振動和管內(nèi)流體不穩(wěn)定流動引起的振動；②來自系統(tǒng)外的有地震及風等。振動對壓力鋁管管道是一種交變動載荷，其危害程度取決于激振力的大小和鋁管管道自身的抗振性能。主要影響因素如下：①氣柱固有頻率。鋁管管道內(nèi)充滿的流體是一個具有彈性的氣柱，每當壓縮機或者泵的汽缸從鋁管管道吸氣或排氣時，鋁管管內(nèi)氣柱便受到干擾而呈現(xiàn)振動。②機械固有頻率。管系是連續(xù)彈性體，存在結(jié)構(gòu)固有頻率，如果機器激振頻率與管系結(jié)構(gòu)固有頻率相等時，也會共振使管系的振動加劇。

 管流脈動引起的振動。鋁管管道流體在壓縮機或泵的作用下處于脈動狀態(tài)，當流經(jīng)彎管頭、異徑管、三通、閥門等鋁管管道元件時，對鋁管管道的作用力也不斷變化，鋁管產(chǎn)生一定的隨時間而變化的激振力，產(chǎn)生振動。④兩相流引起的振動。鋁管管道系中多以氣態(tài)和液體的兩相流為主，應為氣體的可壓縮性比液體大，當在鋁管管道中兩相流形成有較大氣泡的流型時，不同的區(qū)域氣泡受壓縮不同，從而使鋁管管道發(fā)生振動。⑤液擊振動。鋁管管道中閥門突然關閉或打開，流體速度突然改變，對管系產(chǎn)生很大的沖擊力，產(chǎn)生振動。液擊是鋁管管道系統(tǒng)中很重要一種振動源，有時會造成鋁管管道內(nèi)壓力的變化很大，嚴重時可使管子爆裂。⑥鋁管管道內(nèi)流體流速過快，因流體邊界層分離而形成湍流引起鋁管管道振動。⑦來自系統(tǒng)外部的地震和風對鋁管管道產(chǎn)生威脅，一旦發(fā)生強烈地震對埋地鋁管管道就會有破環(huán)的危險，架空管線雖然不直接受地震影響，但鋁管管道支承點大都基于地面，發(fā)生地震時支承架損壞，鋁管管道亦隨之崩塌，進而造成破環(huán)。風的影響是不定時的只要鋁管管道固定牢固，雖然會因為干擾使鋁管管道振動，但影響不是很大。2鋁管管道振動的測量對于一個存在振動的管系，要減輕或消除振動，就必須全面掌握各有關參數(shù)，采取適當?shù)南翊胧?。①鋁管管道結(jié)構(gòu)振動測量：振動測量就是測量振動的位移，測量裝置由傳感器、放大器和記錄儀三部分組成。傳感器為速度傳感器，所輸出的電壓與被測的振動速度成正比，所得信號要經(jīng)過一次一次積分變?yōu)槲灰朴嵦枺?jīng)放大器放大后到記錄儀。如圖1所示）②鋁管管道壓力脈動測量：鋁管管道內(nèi)氣流壓力脈動測量裝置最基本的部分是傳感器、放大器和記錄儀。傳感器的作用是把壓力變化的訊號轉(zhuǎn)變?yōu)殡娏孔兓挠嵦?，放大器則準確地線性放大由傳感器得到電訊號，并推動記錄儀記錄壓力脈動曲線。如圖2所示）③鋁管管道系統(tǒng)固有頻率測量：一般采用敲擊法對管系激振，對鋁管管道的一點或幾點進行敲擊記錄衰減振動信號，對信號進行快速分析得出各階固有頻率，此方法十分簡潔常用。3壓力鋁管管道振動減小、消除的措施 3.1改變鋁管管道的固有頻率根據(jù)振動理論：一個機械系統(tǒng)的多自由度振動方程可用矩陣微分方程式表示：MX+CX+KX=F式中：M為質(zhì)量矩陣，X為節(jié)點位移矢量，C為阻尼矩陣，K剛度矩陣，F(xiàn)為干擾力及激振力矢量。由上式可知，要改變管線系統(tǒng)的振動特性，可從以下幾點考慮：①在鋁管管道系統(tǒng)上加裝平衡塊，改變質(zhì)量矩陣，以改變系統(tǒng)固有頻率避免鋁管管道共振發(fā)生。